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2020年為國際固態電池導入量產關鍵時點[趨勢新知]
種類:其他公告  發布單位:技術處  發布日期:2020-02-26 10:00
作者:呂學隆/工研院

一、2019年多家廠商宣布新產品開發成功與量產期程

固態電池是將傳統的鋰離子二次電池的電解質材料,以固態電解質替代液態或膠態電解質的電池技術。固態電池技術發展上不僅為固態電解質的開發,同時也包含高能量密度正負極材料的研究,甚至是電池製造技術的改良。因其具備解決現有鋰離子電池的安全性風險問題優勢,過往以來持續作為國際大廠與研究機構的熱門投入領域,在2019年也開始逐步出現業者提出可商業化之樣品技術,標榜在2020年後陸續投入商業化應用。

二、聚焦於微型化、小型電子產品或元件應用

2019年投入固態電池技術的廠商中,發布最新產品與導入量產化期程之廠商,除前述之太陽誘電外尚有FDK、Murata、Maxell等,這些業者都聚焦於微型化、小型電子產品或元件應用需求出發,也因此相關固態電池產品都以小容量且應用於穿戴裝置、智慧型行動裝置或IoT聯網裝置應用為主。太陽誘電透過應用其主要業務MLCC中,所培養的材料技術背景和工藝技術,來投入開發基於氧化物的固態電池產品。2019年所發表之新產品也屬於應用陶瓷材料的全固態電池,優點是幾乎不與大氣中的水分或二氧化碳發生反應,因此不需要特殊環境(例如高級乾燥室),且不需要隔離膜技術,沒有燃燒爆炸之風險。與MLCC高度近似的固態電池製造流程可以快速轉移與複製,允許現有流程通過應用技術,可以使固體電解質更薄並且累積更多層活性物質,用以減小尺寸並增加容量,如該公司目前就以4532尺寸(4.5x3.2x3.2mm)到1005尺寸(1.0x0.5x0.5mm)為第一代樣品規格。

三、焦點轉移至解決量產困難;借鑒半導體/MLCC生產技術

在2019年發表之電子產品用全固體電池技術,多為基於氧化物的固體電解質技術,氧化物的特徵在於寬的電位窗並且通常具有優異的抗氧化性,因此被認為可用於5V或更高的電壓。但氧化物類固體電解質的比重是普通液態電解質比重的兩到三倍,因此若電極厚度相同,則可預期重量能量密度降低。由於容量密度取決於活性材料,因此氧化物固體電解質正在努力減小電解質層的厚度和電極層的厚度,並且導入高容量和高電壓的材料。

四、結論:待2020產品正式上市後觀察消費者導入評價

近年來,可穿戴設備等移動設備變得越來越小,越來越薄,但同時為了延長使用時間,需要安裝的電池朝向高容量與高能量密度發展,同時必須增加電池的安全性,以防止電池著火或過熱,也才衍生出全固體電池有效防止燃燒爆炸等意外事故的終極解決技術路徑。

完整內容請詳見:【產業技術評析】2020年為國際固態電池導入量產關鍵時點
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更新日期:2020-04-28

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